Imported Upstream version 1.1.1
[platform/upstream/iotivity.git] / resource / csdk / connectivity / lib / libcoap-4.1.1 / pdu.h
1 /* pdu.h -- CoAP message structure
2  *
3  * Copyright (C) 2010--2012 Olaf Bergmann <bergmann@tzi.org>
4  *
5  * This file is part of the CoAP library libcoap. Please see
6  * README for terms of use.
7  */
8
9 #ifndef _PDU_H_
10 #define _PDU_H_
11
12 #include "config.h"
13 #include "coap_list.h"
14 #include "uri.h"
15
16 #ifdef WITH_LWIP
17 #include <lwip/pbuf.h>
18 #endif
19
20 /* pre-defined constants that reflect defaults for CoAP */
21
22 #define COAP_DEFAULT_RESPONSE_TIMEOUT  2 /* response timeout in seconds */
23 #define COAP_DEFAULT_MAX_RETRANSMIT    4 /* max number of retransmissions */
24 #define COAP_DEFAULT_PORT           5683 /* CoAP default UDP port */
25 #define COAP_DEFAULT_MAX_AGE          60 /* default maximum object lifetime in seconds */
26 #ifndef COAP_MAX_PDU_SIZE
27 #ifdef WITH_ARDUINO
28 #define COAP_MAX_PDU_SIZE           320 /* maximum size of a CoAP PDU for embedded platforms*/
29 #else
30 #define COAP_MAX_PDU_SIZE           1400 /* maximum size of a CoAP PDU for big platforms*/
31 #endif
32 #endif /* COAP_MAX_PDU_SIZE */
33
34 #define COAP_DEFAULT_VERSION           1 /* version of CoAP supported */
35 #define COAP_DEFAULT_SCHEME        "coap" /* the default scheme for CoAP URIs */
36
37 /** well-known resources URI */
38 #define COAP_DEFAULT_URI_WELLKNOWN ".well-known/core"
39
40 #ifdef __COAP_DEFAULT_HASH
41 /* pre-calculated hash key for the default well-known URI */
42 #define COAP_DEFAULT_WKC_HASHKEY   "\345\130\144\245"
43 #endif
44
45 /* CoAP message types */
46
47 #define COAP_MESSAGE_CON               0 /* confirmable message (requires ACK/RST) */
48 #define COAP_MESSAGE_NON               1 /* non-confirmable message (one-shot message) */
49 #define COAP_MESSAGE_ACK               2 /* used to acknowledge confirmable messages */
50 #define COAP_MESSAGE_RST               3 /* indicates error in received messages */
51
52 /* CoAP request methods */
53
54 #define COAP_REQUEST_GET       1
55 #define COAP_REQUEST_POST      2
56 #define COAP_REQUEST_PUT       3
57 #define COAP_REQUEST_DELETE    4
58
59 /* CoAP option types (be sure to update check_critical when adding options */
60
61 #define COAP_OPTION_IF_MATCH      1 /* C, opaque, 0-8 B, (none) */
62 #define COAP_OPTION_URI_HOST      3 /* C, String, 1-255 B, destination address */
63 #define COAP_OPTION_ETAG          4 /* E, opaque, 1-8 B, (none) */
64 #define COAP_OPTION_IF_NONE_MATCH 5 /* empty, 0 B, (none) */
65 #define COAP_OPTION_URI_PORT      7 /* C, uint, 0-2 B, destination port */
66 #define COAP_OPTION_LOCATION_PATH 8 /* E, String, 0-255 B, - */
67 #define COAP_OPTION_URI_PATH     11 /* C, String, 0-255 B, (none) */
68 #define COAP_OPTION_CONTENT_FORMAT 12 /* E, uint, 0-2 B, (none) */
69 #define COAP_OPTION_CONTENT_TYPE COAP_OPTION_CONTENT_FORMAT
70 #define COAP_OPTION_MAXAGE       14 /* E, uint, 0--4 B, 60 Seconds */
71 #define COAP_OPTION_URI_QUERY    15 /* C, String, 1-255 B, (none) */
72 #define COAP_OPTION_ACCEPT       17 /* C, uint,   0-2 B, (none) */
73 #define COAP_OPTION_LOCATION_QUERY 20 /* E, String,   0-255 B, (none) */
74 #define COAP_OPTION_PROXY_URI    35 /* C, String, 1-1034 B, (none) */
75 #define COAP_OPTION_PROXY_SCHEME 39 /* C, String, 1-255 B, (none) */
76 #define COAP_OPTION_SIZE1        60 /* E, uint, 0-4 B, (none) */
77 #define COAP_OPTION_SIZE2        28 /* E, uint, 0-4 B, (none) */
78
79 /* option types from draft-ietf-coap-observe-09 */
80
81 #define COAP_OPTION_OBSERVE       6 /* E, empty/uint, 0 B/0-3 B, (none) */
82 #define COAP_OPTION_SUBSCRIPTION  COAP_OPTION_OBSERVE
83
84 /* selected option types from draft-core-block-04 */
85
86 #define COAP_OPTION_BLOCK2       23 /* C, uint, 0--3 B, (none) */
87 #define COAP_OPTION_BLOCK1       27 /* C, uint, 0--3 B, (none) */
88
89 #define COAP_MAX_OPT             63 /**< the highest option number we know */
90
91 /* CoAP result codes (HTTP-Code / 100 * 40 + HTTP-Code % 100) */
92
93 /* As of draft-ietf-core-coap-04, response codes are encoded to base
94  * 32, i.e.  the three upper bits determine the response class while
95  * the remaining five fine-grained information specific to that class.
96  */
97 #define COAP_RESPONSE_CODE(N) (((N)/100 << 5) | (N)%100)
98
99 /* Determines the class of response code C */
100 #define COAP_RESPONSE_CLASS(C) (((C) >> 5) & 0xFF)
101
102 #ifndef SHORT_ERROR_RESPONSE
103 /**
104  * Returns a human-readable response phrase for the specified CoAP
105  * response @p code. This function returns @c NULL if not found.
106  *
107  * @param code The response code for which the literal phrase should
108  * be retrieved.
109  *
110  * @return A zero-terminated string describing the error, or @c NULL
111  * if not found.
112  */
113 char *coap_response_phrase(unsigned char code);
114
115 #define COAP_ERROR_PHRASE_LENGTH 32 /**< maximum length of error phrase */
116
117 #else
118 #define coap_response_phrase(x) ((char *)NULL)
119
120 #define COAP_ERROR_PHRASE_LENGTH 0 /**< maximum length of error phrase */
121 #endif /* SHORT_ERROR_RESPONSE */
122
123 /* The following definitions exist for backwards compatibility */
124 #if 0 /* this does not exist any more */
125 #define COAP_RESPONSE_100      40 /* 100 Continue */
126 #endif
127 #define COAP_RESPONSE_200      COAP_RESPONSE_CODE(200)  /* 2.00 OK */
128 #define COAP_RESPONSE_201      COAP_RESPONSE_CODE(201)  /* 2.01 Created */
129 #define COAP_RESPONSE_304      COAP_RESPONSE_CODE(203)  /* 2.03 Valid */
130 #define COAP_RESPONSE_400      COAP_RESPONSE_CODE(400)  /* 4.00 Bad Request */
131 #define COAP_RESPONSE_404      COAP_RESPONSE_CODE(404)  /* 4.04 Not Found */
132 #define COAP_RESPONSE_405      COAP_RESPONSE_CODE(405)  /* 4.05 Method Not Allowed */
133 #define COAP_RESPONSE_415      COAP_RESPONSE_CODE(415)  /* 4.15 Unsupported Media Type */
134 #define COAP_RESPONSE_500      COAP_RESPONSE_CODE(500)  /* 5.00 Internal Server Error */
135 #define COAP_RESPONSE_501      COAP_RESPONSE_CODE(501)  /* 5.01 Not Implemented */
136 #define COAP_RESPONSE_503      COAP_RESPONSE_CODE(503)  /* 5.03 Service Unavailable */
137 #define COAP_RESPONSE_504      COAP_RESPONSE_CODE(504)  /* 5.04 Gateway Timeout */
138 #if 0  /* these response codes do not have a valid code any more */
139 #  define COAP_RESPONSE_X_240    240   /* Token Option required by server */
140 #  define COAP_RESPONSE_X_241    241   /* Uri-Authority Option required by server */
141 #endif
142 #define COAP_RESPONSE_X_242    COAP_RESPONSE_CODE(402)  /* Critical Option not supported */
143
144 /* CoAP media type encoding */
145
146 #define COAP_MEDIATYPE_TEXT_PLAIN                     0 /* text/plain (UTF-8) */
147 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_LINK_FORMAT       40 /* application/link-format */
148 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_XML               41 /* application/xml */
149 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_OCTET_STREAM      42 /* application/octet-stream */
150 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_RDF_XML           43 /* application/rdf+xml */
151 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_EXI               47 /* application/exi  */
152 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_JSON              50 /* application/json  */
153 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_CBOR              60 /* application/cbor  */
154
155 /* Note that identifiers for registered media types are in the range 0-65535. We
156  * use an unallocated type here and hope for the best. */
157 #define COAP_MEDIATYPE_ANY                         0xff /* any media type */
158
159 /* CoAP transaction id */
160 /*typedef unsigned short coap_tid_t; */
161 typedef int coap_tid_t;
162 #define COAP_INVALID_TID -1
163
164 #define COAP_TCP_HEADER_NO_FIELD    2
165 #define COAP_TCP_HEADER_8_BIT       3
166 #define COAP_TCP_HEADER_16_BIT      4
167 #define COAP_TCP_HEADER_32_BIT      6
168
169 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_8_BIT      13
170 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_16_BIT     269
171 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_32_BIT     65805
172
173 #define COAP_TCP_LENGTH_LIMIT_8_BIT      13
174 #define COAP_TCP_LENGTH_LIMIT_16_BIT     256
175 #define COAP_TCP_LENGTH_LIMIT_32_BIT     65536
176
177 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_NUM_8_BIT      13
178 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_NUM_16_BIT     14
179 #define COAP_TCP_LENGTH_FIELD_NUM_32_BIT     15
180
181 #define COAP_OPTION_FIELD_8_BIT      12
182 #define COAP_OPTION_FIELD_16_BIT     256
183 #define COAP_OPTION_FIELD_32_BIT     65536
184
185 typedef enum
186 {
187     coap_udp = 0,
188     coap_tcp,
189     coap_tcp_8bit,
190     coap_tcp_16bit,
191     coap_tcp_32bit
192 } coap_transport_type;
193
194 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
195 typedef union
196 {
197     struct
198     {
199         unsigned int version:2; /* protocol version */
200         unsigned int type:2; /* type flag */
201         unsigned int token_length:4; /* length of Token */
202         unsigned int code:8; /* request method (value 1--10) or response code (value 40-255) */
203         unsigned short id; /* message id */
204         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
205     } coap_hdr_udp_t;
206
207     struct
208     {
209         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_NO_FIELD];
210         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
211     } coap_hdr_tcp_t;
212
213     struct
214     {
215         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_8_BIT];
216         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
217     } coap_hdr_tcp_8bit_t;
218
219     struct
220     {
221         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_16_BIT];
222         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
223     } coap_hdr_tcp_16bit_t;
224
225     struct
226     {
227         unsigned char header_data[6];
228         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
229     } coap_hdr_tcp_32bit_t;
230
231 } coap_hdr_t;
232 #else
233 typedef union
234 {
235     struct
236     {
237         unsigned int token_length :4; /* length of Token */
238         unsigned int type :2; /* type flag */
239         unsigned int version :2; /* protocol version */
240         unsigned int code :8; /* request method (value 1--10) or response code (value 40-255) */
241         unsigned short id; /* transaction id (network byte order!) */
242         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
243     } coap_hdr_udp_t;
244
245     struct
246     {
247         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_NO_FIELD];
248         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
249     } coap_hdr_tcp_t;
250
251     struct
252     {
253         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_8_BIT];
254         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
255     } coap_hdr_tcp_8bit_t;
256
257     struct
258     {
259         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_16_BIT];
260         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
261     } coap_hdr_tcp_16bit_t;
262
263     struct
264     {
265         unsigned char header_data[COAP_TCP_HEADER_32_BIT];
266         unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
267     } coap_hdr_tcp_32bit_t;
268
269 } coap_hdr_t;
270 #endif
271
272 #define COAP_MESSAGE_IS_EMPTY(MSG)    ((MSG).code == 0)
273 #define COAP_MESSAGE_IS_REQUEST(MSG)  (!COAP_MESSAGE_IS_EMPTY(MSG)  \
274                        && ((MSG).code < 32))
275 #define COAP_MESSAGE_IS_RESPONSE(MSG) ((MSG).code >= 64 && (MSG).code <= 191)
276
277 #define COAP_OPT_LONG 0x0F  /* OC == 0b1111 indicates that the option list in a
278                  * CoAP message is limited by 0b11110000 marker */
279
280 #define COAP_OPT_END 0xF0   /* end marker */
281
282 #define COAP_PAYLOAD_START 0xFF /* payload marker */
283
284 /**
285  * Structures for more convenient handling of options. (To be used with ordered
286  * coap_list_t.) The option's data will be added to the end of the coap_option
287  * structure (see macro COAP_OPTION_DATA).
288  */
289 typedef struct
290 {
291     unsigned short key; /* the option key (no delta coding) */
292     unsigned int length;
293 } coap_option;
294
295 #define COAP_OPTION_KEY(option) (option).key
296 #define COAP_OPTION_LENGTH(option) (option).length
297 #define COAP_OPTION_DATA(option) ((unsigned char *)&(option) + sizeof(coap_option))
298
299 /** Header structure for CoAP PDUs */
300
301 typedef struct
302 {
303     size_t max_size; /**< allocated storage for options and data */
304
305     coap_hdr_t *hdr;
306     unsigned short max_delta; /**< highest option number */
307     unsigned int length; /**< PDU length (including header, options, data)  */
308     unsigned char *data; /**< payload */
309
310 #ifdef WITH_LWIP
311     struct pbuf
312             *pbuf; /**< lwIP PBUF. The allocated coap_pdu_t will always reside inside the pbuf's payload, but the pointer has to be kept because no exact offset can be given. This field must not be accessed from outside, because the pbuf's reference count is checked to be 1 when the pbuf is assigned to the pdu, and the pbuf stays exclusive to this pdu. */
313 #endif
314
315 } coap_pdu_t;
316
317 /** Options in coap_pdu_t are accessed with the macro COAP_OPTION. */
318 #define COAP_OPTION(node) ((coap_option *)(node)->options)
319 #ifdef __cplusplus
320 extern "C"
321 {
322 #endif
323 #ifdef WITH_LWIP
324 /**
325  * Creates a CoAP PDU from an lwIP @p pbuf, whose reference is passed on to
326  * this function.
327  *
328  * The pbuf is checked for being contiguous, for having enough head space for
329  * the PDU struct (which is located directly in front of the data, overwriting
330  * the old other headers), and for having only one reference. The reference is
331  * stored in the PDU and will be freed when the PDU is freed.
332  *
333  * (For now, these are errors; in future, a new pbuf might be allocated, the
334  * data copied and the passed pbuf freed).
335  *
336  * This behaves like coap_pdu_init(0, 0, 0, pbuf->tot_len), and afterwards
337  * copying the contents of the pbuf to the pdu.
338  *
339  * @return A pointer to the new PDU object or @c NULL on error.
340  */
341 coap_pdu_t * coap_pdu_from_pbuf(struct pbuf *pbuf);
342 #endif
343
344 /**
345  * Creates a new CoAP PDU of given @p size (must be large enough to hold the
346  * basic CoAP message header (coap_hdr_t). The function returns a pointer to
347  * the node coap_pdu_t object on success, or @c NULL on error. The storage
348  * allocated for the result must be released with coap_delete_pdu().
349  *
350  * @param type The type of the PDU (one of COAP_MESSAGE_CON,
351  *             COAP_MESSAGE_NON, COAP_MESSAGE_ACK, COAP_MESSAGE_RST).
352  * @param code The message code.
353  * @param id   The message id to set or COAP_INVALID_TID if unknown.
354  * @param size The number of bytes to allocate for the actual message.
355  * @param transport The transport type.
356  *
357  * @return A pointer to the new PDU object or @c NULL on error.
358  */
359 coap_pdu_t *
360 coap_pdu_init(unsigned char type, unsigned char code, unsigned short id,
361               size_t size, coap_transport_type transport);
362
363 /**
364  * Clears any contents from @p pdu and resets @c version field, @c
365  * length and @c data pointers. @c max_size is set to @p size, any
366  * other field is set to @c 0. Note that @p pdu must be a valid
367  * pointer to a coap_pdu_t object created e.g. by coap_pdu_init().
368  */
369 void coap_pdu_clear(coap_pdu_t *pdu, size_t size, coap_transport_type transport,
370                     unsigned int length);
371
372 /**
373  * Creates a new CoAP PDU. The object is created on the heap and must be released
374  * using coap_delete_pdu();
375  *
376  * @deprecated This function allocates the maximum storage for each
377  * PDU. Use coap_pdu_init() instead.
378  */
379 coap_pdu_t *coap_new_pdu(coap_transport_type transport, unsigned int size);
380
381 void coap_delete_pdu(coap_pdu_t *);
382
383 /**
384  * Parses @p data into the CoAP PDU structure given in @p result. This
385  * function returns @c 0 on error or a number greater than zero on
386  * success.
387  *
388  * @param data   The raw data to parse as CoAP PDU
389  * @param length The actual size of @p data
390  * @param result The PDU structure to fill. Note that the structure must
391  *               provide space for at least @p length bytes to hold the
392  *               entire CoAP PDU.
393  * @param transport The transport type.
394  * @return A value greater than zero on success or @c 0 on error.
395  */
396 int coap_pdu_parse(unsigned char *data, size_t length, coap_pdu_t *pdu,
397                    coap_transport_type transport);
398
399 #ifdef WITH_TCP
400 /**
401  * Get total message length from header.
402  *
403  * @param data   The raw data to parse as CoAP PDU.
404  * @param size   payload size of pdu.
405  * @return Total message length.
406  */
407 size_t coap_get_total_message_length(const unsigned char *data, size_t size);
408
409 /**
410  * Get transport type of coap header for coap over tcp through payload size.
411  *
412  * @param size   payload size of pdu.
413  * @return The transport type.
414  */
415 coap_transport_type coap_get_tcp_header_type_from_size(unsigned int size);
416
417 /**
418  * Get transport type of coap header for coap over tcp through init-byte.
419  *
420  * @param legnth   length value of init byte.
421 * @return The transport type.
422  */
423 coap_transport_type coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(unsigned int length);
424
425 /**
426  * Add length value in field of coap header for coap over tcp.
427  *
428  * @param pdu  The pdu pointer.
429  * @param transport The transport type.
430  * @param length  length value of init byte.
431  */
432 void coap_add_length(const coap_pdu_t *pdu, coap_transport_type transport,
433                      unsigned int length);
434
435 /**
436  * Get the value of length field of coap header for coap over tcp.
437  *
438  * @param pdu  The pdu pointer.
439  * @param transport The transport type.
440  * @return length value of init byte.
441  */
442 unsigned int coap_get_length(const coap_pdu_t *pdu, coap_transport_type transport);
443
444 /**
445  * Get pdu length from header of coap over tcp.
446  *
447  * @param header   The header to parse.
448  * @return transport The transport type.
449  */
450 unsigned int coap_get_length_from_header(const unsigned char *header, coap_transport_type transport);
451
452 /**
453  * Get length of header for coap over tcp.
454  *
455  * @param data   The raw data to parse as CoAP PDU
456  * @return header length + token length
457  */
458 unsigned int coap_get_tcp_header_length(unsigned char *data);
459
460 /**
461  * Get length of header without token length for coap over tcp.
462  *
463  * @param transport The transport type.
464  * @return header length.
465  */
466 unsigned int coap_get_tcp_header_length_for_transport(coap_transport_type transport);
467
468 /**
469  * Get option length.
470  *
471  * @param key      delta of option
472  * @param length   length of option
473  * @return total option length
474  */
475 size_t coap_get_opt_header_length(unsigned short key, size_t length);
476 #endif
477
478 /**
479  * Add code in coap header.
480  *
481  * @param pdu  The pdu pointer.
482  * @param transport The transport type.
483  * @param code  The message code.
484  */
485 void coap_add_code(const coap_pdu_t *pdu, coap_transport_type transport,
486                    unsigned int code);
487
488 /**
489  * Get message code from coap header
490  *
491  * @param pdu  The pdu pointer.
492  * @param transport The transport type.
493  * @return The message code.
494  */
495 unsigned int coap_get_code(const coap_pdu_t *pdu, coap_transport_type transport);
496 /**
497  * Adds token of length @p len to @p pdu. Adding the token destroys
498  * any following contents of the pdu. Hence options and data must be
499  * added after coap_add_token() has been called. In @p pdu, length is
500  * set to @p len + @c 4, and max_delta is set to @c 0.  This funtion
501  * returns @c 0 on error or a value greater than zero on success.
502  *
503  * @param pdu  The pdu pointer.
504  * @param len  The length of the new token.
505  * @param data The token to add.
506  * @param transport The transport type.
507  * @return A value greater than zero on success, or @c 0 on error.
508  */
509 int coap_add_token(coap_pdu_t *pdu, size_t len, const unsigned char *data,
510                    coap_transport_type transport);
511
512 /**
513  * Get token from coap header base on transport type
514  *
515  * @param pdu_hdr  The header pointer of PDU.
516  * @param transport The transport type.
517  * @param token  out parameter to get token.
518  * @param token_length  out parameter to get token length.
519  */
520 void coap_get_token(const coap_hdr_t *pdu_hdr, coap_transport_type transport,
521                     unsigned char **token, unsigned int *token_length);
522
523 /**
524  * Adds option of given type to pdu that is passed as first
525  * parameter. coap_add_option() destroys the PDU's data, so
526  * coap_add_data() must be called after all options have been added.
527  * As coap_add_token() destroys the options following the token,
528  * the token must be added before coap_add_option() is called.
529  * This function returns the number of bytes written or @c 0 on error.
530  */
531 size_t coap_add_option(coap_pdu_t *pdu, unsigned short type, unsigned int len,
532         const unsigned char *data, coap_transport_type transport);
533
534 /**
535  * Adds option of given type to pdu that is passed as first
536  * parameter, but does not write a val13ue. It works like coap_add_option with
537  * respect to calling sequence (i.e. after token and before data).
538  * This function returns a memory address to which the option data has to be
539  * written before the PDU can be sent, or @c NULL on error.
540  */
541 unsigned char *coap_add_option_later(coap_pdu_t *pdu, unsigned short type, unsigned int len);
542
543 /**
544  * Adds given data to the pdu that is passed as first parameter. Note
545  * that the PDU's data is destroyed by coap_add_option(). coap_add_data()
546  * must be called only once per PDU, otherwise the result is undefined.
547  */
548 int coap_add_data(coap_pdu_t *pdu, unsigned int len, const unsigned char *data);
549
550 /**
551  * Retrieves the length and data pointer of specified PDU. Returns 0 on error
552  * or 1 if *len and *data have correct values. Note that these values are
553  * destroyed with the pdu.
554  */
555 int coap_get_data(const coap_pdu_t *pdu, size_t *len, unsigned char **data);
556 #ifdef __cplusplus
557 } /* extern "C" */
558 #endif
559 #endif /* _PDU_H_ */